一种流体流量累计系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及能源计量领域，具体地说是一种流体流量累计系统。
【背景技术】
[0002] 能源计量与节能监测、能源审计、能源统计、能源利用状况分析是企业能源管理和 节能工作的基础，而能源计量是基础中的基础。自改革开放W来，国家的经济出现了快速发 展，随着经济的快速发展，国家对企业的节能降耗工作提出了更高更新的要求，企业能源计 量工作就显得更为重要，必须与国家对企业节能、环保的要求相适应。
[0003] 在能源的使用W及运输的过程中，为达到衡量成本，和通过统计工业生产的能源 消耗量来指导工业生产的目的，需要对流量进行累计。流量累计，又称"流量积算"，顾名思 义指现场液体、气体等通过某一管道的瞬时流量在一定时间内的累积值。流量累计体现的 是一定时间内的流量总和。一般的现场仪器只是记录下瞬时的流量，而目前的算法可W计 算一段时间内的所有流量和，从而达到控制每段时间流量多少调节的目的。
[0004] 随着PLC的不断发展，越来越多的控制现场及控制方案中均采用流量检测装置信 号直接接入PLC的方式。而PLC中浮点存储格式为32位，随着累计数值的变大，数值的精 度越来越低，小数点后面位数越来越少，运算时被忽略的值越来越大，从而导致累计数值小 于实际流过的数值，因此，如何确保流体流量的精确检出W及累积误差尽量小便成为关键。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是；累计流量初始值及流量瞬时值均为一很小的浮点 数，两者相加后结果正确，但是经过一段时间后，累计流量的数值逐渐增大，其与检测到的 瞬时流量的数值之间的差值也随之增大，此时两者执行加法操作后，瞬时流量的数值将被 忽略掉。因此，本发明的目的在于提供一种流体流量累计系统，旨在降低流量累计误差。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种流体流量累计系统，包括信号 采集模块、信号处理模块、补偿模块、自动清零模块、累计模块和显示模块，所述信号采集模 块将现场流量或差压信号、压力信号、温度信号的4~20mA或1~5V标准信号采集到系统 内，通过模数转换功能转换为数字量信号后送入信号处理模块或补偿模块。
[0007] 所述信号处理模块包括小信号处理单元、数字滤波单元和瞬时流量转换单元，所 述数字滤波单元把信号采集模块传输来的数字量值的最大值和最小值之间的所有值，作为 有效信号值传输到小信号处理单元，数字滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。
[0008] 小信号处理单元接收到数字滤波单元传输的信号进行小信号切除，具体是指为了 克服干扰、变送器、差压变送器的零点漂移或保证流量计系统正常运行而设置的低于特定 流量值时瞬时流量显示为零，高于该特定流量值时仪表正常运行的功能。此处存在两种情 况：一种是与标准节流装置巧日标准孔板、标准喷嘴，经典文丘里管等）配套使用时，小信号 切除点应不大于设计工况下最大流量的8%，可在0-8%之间选择；另一种是与祸轮流量计、 祸街流量计、电磁流量计、超声波流量计等流量传感器或差压变送器配套使用时，小信号切 除点应不大于设计工况下最大流量的5%，可在0-5%之间选择。
[0009] 瞬时流量转换单元用于对瞬时流量进行标况体积流量转换，相应地存在两种情 况，第一种是现场过来的信号是流量信号，因此数字量与流量信号是一种简单的线性关系， 可采用下式（1)进行转换计算，
【主权项】
1. 一种流体流量累计系统，其特征在于：包括信号采集模块、信号处理模块、补偿模 块、自动清零模块、累计模块和显示模块，所述信号采集模块将现场流量或差压信号、压力 信号、温度信号的4~20mA或1~5V标准信号采集到系统内，通过模数转换功能转换为数 字量信号后送入信号处理模块或补偿模块；所述信号处理模块包括小信号处理单元、数字 滤波单元和瞬时流量转换单元，所述数字滤波单元把信号采集模块传输来的数字量值的最 大值和最小值之间的所有值，作为有效信号值传输到小信号处理单元，小信号处理单元接 收到数字滤波单元传输的信号进行小信号切除后传送给瞬时流量转换单元，瞬时流量转换 单元将瞬时流量统一转换为标况体积流量；补偿模块对数字量信号进行温度和/或压力补 偿后送入累计模块，累计模块采取整数和小数分开处理的累加方法，具体是首先将瞬时流 量进行单位转换为采用间隔时间的流量值，然后对所得流量值进行小数和整数分开累加， 其中利用PLC编程指令TRUNC获取整数部分，指令减法SUB_R获取小数部分，当瞬时流量与 小数部分相加得到整数时将所得整数值输送到整数部分进行累加；自动清零模块在当流量 累计达到所设定值时，自动将数值0赋值给累计值对其进行清零操作，然后重新进行累加 操作；显示模块能够根据用户预先设置的相关参数进行显示瞬时流量、累计流量、实时压力 和实时温度。
2. 如权利要求1所述的一种流体流量累计系统，其特征在于，所述小信号处理单元的 小信号切除包括两种情况：一种是系统中采用标准节流装置时，小信号切除点在〇~8%之 间选择，另一种是系统中采用流量传感器或差压变送器时，小信号切除点在〇~5%之间选 择。
3. 如权利要求1所述的一种流体流量累计系统，其特征在于，所述瞬时流量转换单元 在对瞬时流量进行标况体积流量转换时包括两种情况：第一种是现场过来的信号为流量信 号，此时采用下式（1)讲行流量转换计筧，
(1) 其中，为标况体积流量，单位为Nm3/h，k为线性比例系数，FS为测量该流体的标准状况 下的流量量程，单位为Nm3/h; 笛一.种县现炀讨夹的信号县差压信号，此时梁用下式（2)进行流量转换计算，
(2) 其中，为标况体积流量，单位为Nm3/h，k为流量系数，为差压信号，单位为kPa，为标准状 况下的流体密度，单位为kg/m3。
4. 如权利要求2或3所述的一种流体流量累计系统，其特征在于，所述补偿模块进行 温度和/或压力补偿时分为差压信号的温度和/或压力补偿以及线性流量信号的温度和/ 或压力补偿，当现场过来的信号为流量信号时，采用下式（3)、（5)、（7)进行补偿运算， 温度及压力共同补偿：
而当现场过来的信号为差压信号时，则采用上式（4)、（6)、（8)进行补偿运算。
【专利摘要】本发明涉及一种流体流量累计系统，包括信号采集模块、信号处理模块、补偿模块、自动清零模块、累计模块和显示模块，所述信号采集模块将现场流量或差压信号、压力信号、温度信号的4～20mA或1～5V标准信号采集到系统内，通过模数转换功能转换为数字量信号后送入信号处理模块或补偿模块。补偿模块对数字量信号进行温度和/或压力补偿后送入累计模块，累计模块采取整数和小数分开处理的累加方法；自动清零模块在当流量累计达到所设定值时，自动将数值0赋值给累计值对其进行清零操作，然后重新进行累加操作；显示模块能够根据用户预先设置的相关参数进行显示瞬时流量、累计流量、实时压力和实时温度。本发明提高了流体流量累计的精度。
【IPC分类】G01F15-075
【公开号】CN104748810
【申请号】CN201510113603
【发明人】孙伟, 韩磊, 陈东华, 潘威
【申请人】江苏永钢集团有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月16日